极热环境避暑设计实践的景观手法探析

张喆鸣，张敏霞，鲍沁星

(浙江农林大学风景园林与建筑学院)

避暑设计作为气候适应设计之重要内容，愈来愈多的学者希冀从以往的设计营造中获得经验启示。目前，气候适应设计的相关研究成果丰富且角度各异，然多以定量的科学实测及软件模拟为主[1-9]。研究涵盖基于特定场地空间之研究以提出相关避暑策略，包含室外街道、校园环境以及社区住宅等场地空间[1-5]：如基于不同地域气候区街道之研究，进而提出在干热环境适用紧凑的“峡谷街道”（deep street canyons）模式设计[1]，在湿热环境下配合遮荫设计的避暑经验[2]，是为街道空间避暑设计提供的经典范式；亦有着眼于校园环境之研究，提出以软件模拟结合植物种植设计来创造“冷却绿洲”（cooling oasis）进行避暑设计的策略[4]，这种将研究与实践相结合对校园空间进行综合性的避暑设计，是一种较为科学的模式；以及针对高层住宅，提出树荫与草坪相结合这种有效的降温组合策略[5]，是基于住宅空间植物设计形式，通过研究得出避暑设计中植物设计专项的有效手法。同时也有针对不同影响因子之研究[6-9]，涉及遮荫形式、材料种类以及地形营造等影响因子，进而提出对应的避暑策略。除此以外，不乏定性研究避暑效应进而提出设计营造策略[10-12]，包括改造地形、配置水景以及植被遮荫等策略进行避暑设计[10]，以及充分利用绿色基础设施，包括屋顶、墙体和棕地等非传统绿地空间的设计营造策略[11]。国内也有学者将视角转向传统园林，研究并总结其避暑设计经验智慧[13-19]。就现阶段对避暑设计相关的研究中，鲜有将视角转向现代一线设计实践，通过收录分析设计实践中的景观手法，对避暑设计实践现状进行研究。

虽然实践与理论并非完全同步，但一线实践团体及相关组织涉及避暑设计实践的活动及研究也同样丰富，相关的避暑活动涉及公共空间、街道广场以及建筑内环境等区域。2019年，城市土地学会（Urban Land Institute，简称 ULI）在其报告Scorched:Extreme Heat and Real Estate中联合诸多一线设计事务所和政府相关部门，以北美地区的实践项目，包括规划、城市设计、建筑、景观以及政策，探讨了极热①极热，本文中是指超过一个地点常温基线的温度状况，包括热浪期间的极端温度。对自然环境和地产建设所产生之影响及应对措施，利用合适手法（开放绿地、绿色屋顶、雨洪管理、材质涂料等）来进行避暑设计[20]。该报告的实践项目仅限北美极热地区，结论多以建筑工程措施为主，在景观手法层面未做深入探析。因此，该报告只作为本文的部分研究参考。

综上所述，基于避暑设计的理论与实践存在脱节，本文对现今避暑设计实践的案例进行收录及分析，作为ULI报告的补充延伸，为今后学界了解一线基于极热环境②极热环境，本文中是指该地域存在高温侵扰的问题，包括终年炎热以及某个固定时间段炎热的地域，如高温高湿的新加坡以及冬冷夏热的长江中下游地域便是本文所涉及的极热环境。的避暑设计实践概况提供参考，且为风景园林师进行相关避暑设计实践提供经验启示。

一、极热环境避暑设计实践之况

整体来说，避暑设计是于极热环境中，为创造舒适人居环境所作的气候适应性设计营造。现代设计实践种类繁多，往往非一家所导，是多专业之结合，因此本文参考案例不仅限于风景园林设计实践。考虑到收录事务所第一手的避暑设计实践案例文本有一定的难度，且互联网的普及使得事务所常于网络媒体公示第一手的相关设计实践案例介绍，风景园林师在进行设计实践时也常于网络媒体收集相关参考案例。基于此，笔者结合ULI的报告内容，将互联网上的案例及部分相关事务所官网中介绍的极热环境案例为收录来源，以涉及避暑设计以及气候适应性设计相关内容为收录依据，同时收录相同地域的类似案例。本文将避暑设计作为设计重点以及直接提及避暑设计相关内容的共计47例（见表1）。

表1 设计实践案例介绍中直接提及避暑设计及相关内容的项目

本文对避暑设计实践案例的研究范围仅限于极热环境。基于英国人斯欧克莱在《建筑环境科学手册》中所分的4种气候类型区：湿热、干热、温和和寒冷气候区[21]，本文所收录案例所在气候类型区为湿热、干热以及温和气候区。通过对极热环境收录案例的综合整理探析，发现其多数设计实践并非是以避暑设计作为其项目设计出发点，但基于地域气候环境及客户使用影响，在相关的设计营造过程中往往会包含风景园林师的个人经验认知。

二、景观手法之形

本文以微气候定义中的影响因素[22-24]，以及ULI的报告Scorched:Extreme Heat and Real Estate中避暑设计的相关策略为出发点[20]，结合极热环境中建筑空间及开放空间设计实践案例介绍，对风景园林师认知中避暑设计实践的景观手法加以提炼，从景观的可视现象层面着手，总结出案例在“形”上的3个避暑设计特点。

（一）自然为基

于干热、湿热和温和气候区之极热环境，自然要素（地形、水体、植物）在避暑设计中占据举足轻重的地位，相关实践案例多采取以地形营造、水体设计以及植被种植等景观营造形式，通过改变场地风环境、湿度和温度等微气候影响因素，进而达到避暑效果，创造舒适人居环境。

1. 地形营造

通过地形的合理规划设计，指导后续交通流线、植物配置和雨洪管理等专项设计。以新加坡Mapletree Business City II项目为例，方案通过风环境模拟设计一系列顺应场地风向的生态土丘,形成户外活动空间（见图1[25]），使场地的交通流线与之吻合（见图2[25]），形成了凉爽的通风廊道。并且基于土丘地表径流进行雨洪管理设计，配置生态湿地以维持场地空气的湿度，同时场地绿化延伸至建筑灰空间，加强了植物蒸腾效应为场地带来的降温作用[25]。

图1 Mapletree Business City II风环境分析图

图2 Mapletree Business City II交通分析图

2. 植被种植

利用植被的遮荫和蒸腾作用，达到减少太阳辐射、降温及增湿的避暑效果[26-27]，这一点在湿热气候区的设计实践中尤为明显。且其适用范围广泛，包含街道广场空间、建筑平台空间及墙体垂直绿化，各种场地空间设计形式丰富，是避暑设计实践中最为常见的景观手法。

1）街道广场空间。常以沿街绿化和树阵广场等景观设计形式营造通行空间和树荫空间，不同气候区选择不同的植物，以满足避暑需求。例如泰国曼谷Groove @ Central World项目中的沿街斜坡种植[28]、美国沃斯堡Sundance Square Plaza项目中的厚叶榆树荫空间[29]、达拉斯Klyde Warren Park项目中的橡树林休憩空间[30]（见图3[31]）。而在美国驻广州总领事馆的广场空间中也同样采用橄榄树阵满足避暑需求[32]。也有通过保留场地大乔木作为庭荫树以满足避暑需求的设计形式，如泰国曼谷Ad Lib Hotel项目中利用榕树树冠及气生根遮荫避暑（见图4[33]）。

图3 Klyde Warren Park项目中的橡树林结合可移动外摆

图4 Ad Lib Hotel项目中的榕树遮荫

2）建筑平台空间。在建筑配套的景观设计项目中，景观常采用“绿化渗透”的手法，在建筑的平台空间进行植物种植设计。多以覆土种植和种植钵绿化，呈现屋顶花园的形式，满足人群和建筑的避暑需要。例如泰国曼谷Onyx Phaholyothin项目中结合种植钵和乔木覆土种植的屋顶嵌草步行道空间[34]、新加坡Design Orchard项目中的屋顶混凝土种植钵[35]、Robinsons Tower项目的室外空中花园（见图5[36]）和 Marina One项目中“绿色山谷”（green valley）的中庭栈道绿化空间（见图6[37]）。

图5 Robinsons Tower项目中的室外空中花园

图6 Marina One项目中的“绿色山谷”

3）墙体垂直绿化。利用建筑墙体以垂直绿化的形式进行景观设计，是在场地条件受限的情况下创造绿色空间的选择之一。植物墙通过本身对太阳辐射的阻隔以及蒸腾作用，对建筑以及周边环境起到降温和增湿作用，进而达到避暑效果。例如泰国曼谷Ad Lib Hotel项目中的绿萝种植墙（见图7[33]）、美国洛杉矶Gardenhouse项目中的建筑立面耐旱植物墙[38]（见图8[39]）。

图7 Ad Lib Hotel项目中的绿萝种植墙

图8 Gardenhouse项目中的耐旱植物墙

3. 水体设计

水体是避暑设计中能有效改变环境温度、湿度的景观要素之一。基于水体（喷泉、瀑布等）在夏季能降低周围环境温度的作用[40-41]，设计实践中多采用流水的形式营造避暑环境。例如泰国曼谷Mega Foodwalk项目中室内林荫步行道与蜿蜒流动的水景紧密结合（见图9[42]）、新加坡Jewel Changi Airport项目中机场建筑内部调节室内湿度的漩涡瀑布[43]（见图10[44]）、印度浦那 Lupin Research Center项目中的交互式喷泉[45]、美国沃斯堡Sundance Square Plaza项目中的波浪墙[29]。其中也有为满足客户使用需求而设计的景观活动设施——美国达拉斯阿纳托利希尔顿酒店的Jade Waters度假池[20]。

图9 Mega Foodwalk项目中的水景

图10 Jewel Changi Airport项目中的漩涡瀑布

（二）人工相辅

在场地条件限制难以采用自然要素避暑时，如炎热干旱环境中建筑室内、建筑基地覆土不足的相关景观设计，可利用景观工程措施，如遮荫构筑和工程设备，改变场地微气候环境，以满足避暑的需要。同时利用合适的铺装材质以及涂料，亦能改善场地环境以达到避暑效果[20]。

1. 遮荫构筑

利用景观构筑物以及外摆设施，可达到降低太阳辐射、提供阴凉空间的避暑效果。相比较而言，该种景观手法在干热和温和气候区更为常见。采用景观构筑物除了能满足遮荫的避暑需要，更能增加场地的记忆性，强化用户对场地认知。利用景观构筑物遮荫主要呈现以下两种模式。

1）传统遮荫构筑物，包括户外遮阳伞以及凉亭等园林构筑物。例如印度班加罗尔Sunrise Garden Restaurant项目中屋顶空间的蘑菇状伞形构筑物[46]、科威特Sheikh Abdullah Al Salem Cultural Centre项目中的巨型遮阳板（见图11[47]）、澳大利亚的Scarborough Beach重建项目中的异形构筑物（见图12[48]）。

图11 Sheikh Abdullah Al Salem Cultural Centre项目中的遮阳板

图12 Scarborough Beach项目中的异形构筑物

2）新型遮荫构筑物，在传统的遮荫构筑物基础上加以创新，包括自动化开合的遮阳伞以及有产能效应的遮荫构筑物。例如美国沃斯堡市Sundance Square Plaza项目中随时间变化可开关的巨型遮阳伞[29]（见图13[29]）、埃塞俄比亚 Lideta Mercato 项目中屋顶空间可产生电能的圆形光电伞[49]。除此以外，在越南胡志明市Central Park in Ho Chi Minh City项目竞赛中，来自LAVA团队的方案中设计了名为“雨水过滤大树”（Solar trees）的景观构筑物[50-51]。在其方案介绍中提到：“该装置可以收集雨水，然后循环利用到灌溉、直饮水以及消防栓补给中。”[51]除此以外还提及：“该装置能提供阴凉和通风环境，帮助调节自然微气候，降温和净化空气。并且其自带的太阳能光伏板能为场地的电子屏幕供电，提供电源插座和WIFI服务。”[51]

图13 Sundance Square Plaza项目中的遮阳伞

2. 工程设备

在环境条件有限，尤其是室内的景观设计中，喷雾系统等相关工程设备可调节空气的湿度，也可选用喷嘴来帮助场地产生气流，进而达到避暑效果。以泰国曼谷Mega Foodwalk项目为例，通过对场地内苔藓和蕨类植物使用喷雾系统，额外的水分增加了正午时分空气湿度。并且在某些没有气流的区域，采用隐蔽的喷嘴增加空气流动，风掠过场地沿途的水景从而创造出凉爽的湿气。除此以外在该项目中亦采用能互动的水景构筑物形式，在触觉上为使用者带来凉意[42]。

（三）巧于因借

在建筑与景观联系紧密的项目中，包含建筑灰空间、建筑平台空间和建筑室内空间等场地的景观设计，往往结合建筑提供的遮荫空间以及利用建筑内部有利的风环境，以植被种植和水体设计等形式提供避暑空间。

1. 建筑灰空间的利用

在建筑廊架以及建筑形体所创造的灰空间下，利用建筑单体提供的遮荫环境，以水体设计和植被种植的形式，搭建室内外衔接的景观环境以满足避暑需要。例如泰国曼谷Kampung Admiralty项目中综合体底层的活动空间[52]、Inter Crop Office项目中建筑平台空间的室外绿植空间（见图14[53]）、新加坡Scotts Tower SOHO项目中植物围合泳池的空中花园[54]、EDEN Department项目中的露台空间植物（见图15[55]）、美国洛杉矶Second Home项目中的室外林荫空间[56]（见图16[57]）。

图14 Inter Crop Office项目中的室外绿植空间

图15 EDEN Department项目中的露台空间植物

图16 Second Home项目中的室外林荫空间

2. 建筑平台空间

在建筑的复层平台空间利用植被种植的形式营造台地花园，活动空间置于浓密的绿荫之下以满足避暑需要。基于自然环境的要求，该种景观手法在湿热气候区更为常见。诸如泰国曼谷Kampung Admiralty项目中，综合体顶层复合的露台空间被丰富的植物景观所包容，于绿荫下创造屋顶步行和活动的空间（见图17[55]）。与之类似还有Oasis Terraces项目，结合建筑的退台式设计，之字形步道同茂密的植被种植形成屋顶台地花园景观[58]（见图18[59]）。

图17 Kampung Admiralty项目中的屋顶空间

图18 Oasis Terraces项目中的屋顶退台设计

3. 建筑内环境的利用

在东南亚和南亚等湿热气候区，不少建筑本身便采用了气候适应性设计，且内部空间具有良好的风环境，基于此进行室内景观设计形成避暑空间。以泰国曼谷Mega Foodwalk项目为例，其景观设计充分利用建筑中庭空间可捕捉场地盛行风的优势条件，且建筑屋顶部分的交叉通风有助于疏散热空气，从而加强了场地的空气对流，使其内部形成一个空气流通的山谷空间形态，并基于此在中庭空间以乔木、流动水景和木制步行道结合形成避暑空间[42]。其相关的避暑机制类似于马来民居中，通过建筑纵向廊道贯通形成与盛行风方向一致的通风廊，进而改善室内的微气候环境[60]。

三、景观手法之理

一线避暑设计实践虽较为丰富，但在风景园林师的认知中，各项目使用的避暑设计景观手法存在一定的相似性。除此以外，在“形”上各方案基于气候区环境和项目类型等影响因素有其差异，然其在避暑设计原则上存在共通点，且其内部蕴含的科学原理也与相关研究结论不谋而合，避暑设计实践的作用机制也较为传统。

（一）共通点及作用机制

通过上述案例不难发现，在极热环境中，风景园林师关于避暑设计原则上均涉及注重遮荫、调控湿度、设计水体和保证通风这4点，再通过相关景观手法进行介入，以满足避暑需求并创造舒适人居环境。可以说，该4点是现阶段一线风景园林师认知中关于避暑设计实践的设计原则，且现阶段相关的研究也证实，相关的营造设计手法能改善场地微气候环境。

1. 注重遮荫

在湿热、干热和温和气候区，景观遮荫措施是最为普遍的景观手法，通过遮荫改善场地的炎热状况，且不同的气候区其遮荫形式有所差异。在湿热气候区中传统植被遮荫最为常见，相关研究也表明，植物群落能够有效地降低温度和光照强度并提高空气的相对湿度[61]，进而创造出较为舒适的避暑环境，诸如Mega Foodwalk项目中利用高大乔木进行遮荫[42]。而相较于传统植被遮荫，利用可移动的景观构筑物如遮阳伞，多见诸干热和温和气候区的广场活动空间以及休憩空间，布置设计较为简单，并且学界的研究也证实在干热环境下人工遮荫与自然遮荫同样有效[6]，诸如Sundance Square Plaza的巨型遮阳伞，便采用了景观构筑物的形式对太阳暴晒进行了有效干预[29]。同时，各项目多采取植物与构筑物结合的形式进行遮荫避暑设计。

2. 调控湿度

一线避暑设计实践中多借助水景、植物和工程设备进行调控湿度作业，不同气候区基于自然环境和项目类型的不同，各种调控湿度的措施也有所差异。在公共空间多以配置水景以及利用植物蒸腾作用影响场地空气湿度为主，而建筑室内空间水景和工程设备较为常见，如Mega Foodwalk项目的喷雾系统[42]以及 Jewel Changi Airport项目的旋涡瀑布[43-44]。相较于室外空间，基于空间的密闭性，室内空间对于湿度的调控则更为精准，且其景观手法更为人工化。但由收录的案例可发现，在湿热气候区多数避暑设计实践对具体湿度的调控未作明确细述。基于湿度过大在高温状况下能加剧人的不适，因而相关避暑设计实践在高温高湿环境下，利用调控湿度的手段能否达到避暑效果存疑，只能表明设计师认知中其为避暑设计的有效措施，需要后续对相关项目进行实地探测研究。

3. 设计水体

相对于室内利用工程设备调控湿度不同，配置水体则显得更为简易方便，也更适用于各气候区的室外空间。相关研究表明，基于水体的低反射率、高热容量以及蒸发效果[40]，其能够有效降低环境温度、增加场地湿度并且影响场地风速[9]，因此设计水体能够有效地达到场地避暑效果。在相关避暑设计实践案例中，设计师常通过一系列水景墙以及喷泉来改善场地环境，且多采用流水的形式，诸如Sundance Square Plaza项目中遮荫构筑物一侧的波浪墙[29]。不同气候区的水体设计形式也有所差异，受制于区域降水量的影响，在干热地区旱喷形式的水景设计较为普遍，在使用时开启喷泉进行降温增湿，而在休憩时关闭进而防止其蒸发达到节水作用，是为气候适应性设计集约用水的体现。

4. 保证通风

多见诸室内与建筑气候适应性设计相结合的景观设计，利用舒适的风环境来达到避暑效应。一线避暑设计实践多采取与地形相结合的营造手段，相关研究也表明，地形营造可改变场地风向风速，进而提升场地的舒适性[8]。例如Arabian Cannal项目（SWA）中通过地形学设计以及采用能引导轻风穿过开发区街道和楼群的设计，进而保证场地优良通风环境[62]。而在Mapletree Business City II项目中，设计从前期风环境分析入手，通过土丘地形以及道路规划将风道与景观结合，是为景观对舒适风环境营造较为先进的措施[25]。类似的还有南京仙林肿瘤医院概念方案，对建筑方提资的建筑模型通过风模拟软件进行预测，进而确定屋顶平台空间的植物设计（EDSA，《南京仙林肿瘤医院概念方案设计》，2019）。

总而言之，注重遮荫、调控湿度、设计水体和保证通风这4点避暑设计原则均有相关理论支持。究其作用机制不难发现通过上述4种设计营造手法，可以改变设计场地的太阳辐射、温度、湿度和风速进而影响人的舒适度，以达到避暑效果。

（二）差异及影响因素

在避暑设计实践中，各项目对上述4点设计原则的侧重并非一成不变。避暑设计的注重点有所不同，如何种形式遮荫，调控湿度手段，水体设计形式等方面。具体影响因素如下。

1. 气候环境

基于案例所在气候区的不同，环境会对植物的配置以及相关景观构筑物的选择产生影响，因此营造手段也有所不同。如东南亚适宜热带植物生长的湿热气候有助于采取大量的植物设计来创造遮荫环境。且在东南亚和南亚等湿热气候区的项目中，基于其自然环境条件的优势，常采用植物与建筑相结合进行遮荫避暑，但这一点对位于干热气候区的中东以及美国加州地区则并不现实，通常不采用复杂的植物种植设计。在中东和北美干热及温和气候区的项目中，以构筑物的形式进行遮荫避暑则更为常见。同时避暑设计实践的景观呈现形式基于气候区的不同而存在差异，这也是湿热气候区较干热以及温和气候区景观绿化率更高的原因。

2. 场地环境

基于项目具体类型的不同，也对具体的营造手法产生了影响。如在与建筑联系较为紧密的景观项目中，受限于建筑体承重和覆土有限等因素的影响，有时为创造良好的遮荫环境，屋顶的植物设计采用种植钵的形式，并且需要同建筑与结构等相关单位的相互协调才能达到最好效果。且在此类景观设计中，建筑的限制和可利用条件较为明显，遮荫多以建筑本身的灰空间以及室内外植物遮荫为主；在调控湿度方面多采用雾喷系统；通风则结合建筑本身内部的通风条件加以利用。而在室外空间景观的设计手段则较为丰富，在广场空间采用植物遮荫以及遮荫构筑物；设计水景则更为自由，常以各种设施诸如水景墙和互动喷泉来设计水景。

3. 指导政策

同地区其政府的指导政策对于避暑设计也产生了影响，受制于指导政策，会对具体的设计营造产生一定程度的影响。如位于湿热气候区的新加坡所出台的Sensitive Design and Development:An Industry Guide of Good Practices to Minimise Wall-Like Development和Building, Planning and Massing两个指导文件，在城市设计层面影响了建筑营造及景观绿化等[63-64]。而以干热气候区为主的北美等地，相关政策注重于建筑和道路的表面策略，如建筑的避暑屋顶（cool roof）和生态屋顶（green roof）在宏观上减轻城市热岛效应的设计[20]。究其本质，指导政策也是地域气候环境及社会环境的产物，体现着地域性。

4. 重视程度

风景园林师对于避暑设计重视程度也对其实践项目避暑设计产生了一定的影响，尽管多数项目是由业主所主导，然风景园林师对于设计项目的成形也起到了不可忽视之作用。其中对Somkiet Chokvijitkul的专访中提到：“在泰国这样的炎热气候下，需要创造一个更好的微气候环境进而提升景观空间的舒适度。”[65]也基于此，其设计团队对于场地避暑设计会有更为细致的考量与侧重。相对应的其事务所Lco业务多存于东南亚地区，也表明了地域气候环境会左右风景园林师对于避暑设计的主观重视程度。

四、结 语

在全球气候变化的大背景下，风景园林师需要注重气候适应性设计，在极热环境中尤其需要强化避暑设计专项。基于本文收录一线避暑设计实践案例所涉及的避暑设计经验，笔者总结了避暑设计实践的一般流程（见图19）。

图19 避暑设计实践的一般流程

地区的自然环境以及项目的具体类型会影响项目的景观呈现形式。在现阶段一线风景园林师认知中，避暑设计实践原则包含遮荫、湿度、水体及通风4个要素，受场地以及风景园林师主观影响转译为各种表现形式。因此，风景园林师在避暑设计实践中除了要能活用各种景观手法，更需要基于此进行景观手法的转译乃至创新，具体包括：①顺应原则。风景园林师在避暑设计实践中要满足注重遮荫、调控湿度、水景设计和保证通风这4点原则上的要求，针对不同的项目选择避暑设计的重心，分类并提出其对应的设计手法。②因地制宜。不同地区其避暑设计注重点有所不同，例如湿热、干热和温和气候区对采用何种形式遮荫以及对湿度的调控会有所差异，这会影响到景观呈现形式上，因此避暑设计也要展现其地域性。③协调交流。现今设计实践并非一家所导，多专业的结合必然要求风景园林师与其他专业保持沟通，善于因借其他专业避暑设计的有利条件，跨专业的合作才有助于完善景观呈现形式。④强化观念。将避暑设计作为设计原则应用于场地的规划与设计之中，以未来建成后极热环境客户的使用舒适程度为设想因素，包含通行、活动和休憩环境，将有助于提炼场地避暑设计的策略。⑤转译创新。在常规的避暑设计手法中应用新思路、新技术以及新材料，在景观呈现形式上加以创作，使其转译成崭新的设计，进而完成避暑设计创新。